卷煙真偽外觀識別培訓系統設計與實現

李海燕，馬慧宇，肖 燕，李 鄲

（云南省煙草質量監督檢測站，云南 昆明 650106）

云南省地域跨度大，地理環境復雜，卷煙真假外觀識別采用傳統的集中現場培訓方式，在經濟、時間成本和工作效率等諸多方面存在弊端。由于造假水平不斷提升，真假鑒別特征也不斷變化。為了加強省級質檢站對全省卷煙鑒別工作者的培訓管理，降低卷煙真假外觀識別集中培訓在經濟和時間方面的成本，同時讓培訓者隨時了解現階段最新的鑒別技術，提高卷煙鑒別工作人員技能水平，在成熟的行業內網基礎上實現遠程培訓和遠程考核效果的卷煙真假外觀識別培訓系統意義重大。

針對上述目的，實現網絡化的非集中式、自助培訓學習、考核功能以及新技術及時更新，其主要功能包括卷煙鑒別工作人員遠程用戶自助注冊，人員水平摸底考核，在線自助培訓學習和在線水平考核，系統自動記錄人員考核成績，新特征的提交及核實，其研究內容屬于行業內首次信息化應用。

1 技術選型

系統選用穩定、擴展性較強的Spring Boot、Vue框架。采用B/S模式，簡化系統開發、維護和使用。Web應用服務器選擇輕量級應用服務器Tomcat，省局機房集中部署，運維管理成本低。

Spring Boot[1-3]是由Pivotal團隊2014年發布的開源輕量級框架，因整合了所有框架，達到簡單、快速、方便的優勢。同時簡化Spring的各種繁瑣配置，解決引用的不穩定性等問題。

Spring Boot所具備的特征[4]：

（1）可以創建Java應用，采用War部署方式；

（2）提供的Actuator插件提供了大量的生產級特性，可以監控服務及應用，做健康檢測；

（3）內置Servlet Container使項目能在Tomcat或undertow等容器中運行；

（4）自動配置技術、環境；

（5）采用約定大于配置，不需要配置XML配置。

2 運行環境

2.1 運行硬件環境

Windows R操作系統的計算機系統（臺式、便攜式或嵌入式計算機系統）。

2.2 運行軟件環境

WindowsR操作系統Windows 2008 Server Standard sp1；瀏覽器（IE R8以上版本，Firefox，Google以及其他的主流瀏覽器）。

2.3 編程語言及其版本

開發環境：IntelliJ IDEA 2019.3.5、JDK 1.8.0_241

框架：Spring Boot 1.5.9.RELEASE、Spring Framework

5.1.2.RELEASE

工具：Maven 3.6.3

前端：Vue、JavaScript（v3.3.1）、jQuery、Html

后臺：Java、Spring Data JPA

數據庫：SQLserver 2008 R2

3 業務整合

3.1 建立卷煙條與盒外觀識別指標體系

由省煙草質量監督檢測站牽頭，從機型及印刷等多方面建立卷煙條與盒外觀識別指標體系，采用相同牌號規格不同機型篩選不同特征點羅列卷煙特征庫，其商標項目包含全息、變色油墨、貓眼技術、冷燙、微縮、二維碼、微壓紋、超線、印刷質量、圖文差異、套印準確、底紋、彩色纖維及色差等，機型項目包含拉帶頭形狀及尺寸、拉帶頭指向、長邊及端頭燙封絡鐵形狀及尺寸、燙封紋理、折疊方式、切口和鋼印等。

通過專賣使用人員、印刷企業專家、煙廠包裝機專家針對各個牌號規格機型特征點從條與盒包裝紙印刷特征、包裝機型外觀特征等多方面進行實用性評價，建立完善的卷煙條、盒外觀識別指標體系，為系統標準樣品庫提供數據支撐。

3.2 建立外觀識別技術長期有效性的管理體系

由省煙草專賣局專賣監督管理處制定人員培訓考核管理辦法，包含維護人員考核辦法，維護人員工作量的核定方法，發布管理辦法。通過建立人才庫的方式，形成固定隊伍，通過專家與牌號規格的一一對應負責制，保持卷煙真假外觀識別技術的長期有效性。搭建一線專賣人員在線對特征點的驗證平臺，通過準對驗證確率統計分析，隨時掌握準確率是否超過閾值限制，保證特征點的及時更新。

3.3 應用范圍和對象

培訓和考核人員：全省專賣工作中涉及到卷煙鑒別工作人員，建立人員檔案及記錄考試成績。

專家組人員：建立基礎數據庫，提取真假對比特征圖片，審核普通專賣人員提交信息。

州市管理人員：管理各地州在線培訓人員檔案、分配特征點準確率驗證任務。

省站管理人員：維護標準樣品信息庫，審核專家組提交樣品，系統管理權限分配。

驗證人員：在線用戶均可隨時對特征點結論是否準確進行在線驗證。

4 系統設計

4.1 功能結構

系統功能模塊主要包含學員注冊、在線學習、在線考試、成績查詢、標準樣品庫及系統配置等，如圖1所示。

圖1 培訓考核系統

學員注冊：提供新學員自助注冊系統賬號，老學員直接使用手機號、密碼登錄系統。

學員管理：由質檢站管理員對學員注冊地州及人員數量進行管理，各地州管理人員對本地州學員身份進行審核，可對用戶進行信息修改、刪除、分配用戶角色等管理，還可查看所有注冊用戶信息列表及成績等。

角色配置：質檢站管理人員可以配置地州管理人員，可以配置各專家管理的牌號規格。地州管理人員可以對每位學員配置角色，包括專家、驗證人員和普通專賣人員等。

特征配置：質檢站管理人員可以對特征進行分層管理、自由配置。配置特征類型如商標紙、小盒硬盒機型、小盒軟盒機型、條盒機型；配置特征部位如正面、背面、上端、下端、左側、右側等；配置特征點如拉線、顏色、文字、圖案線條、底紋、全息、鋼印、正面壓痕、燙痕、燙封、擦痕等。配置包裝機型如GDX1、GDX2、GDX500、GDX6S、GDS1000、GDX2000、GDX3000、GDH1000、FK350、FK700、FX、FXS等。可隨時根據新情況調整配置，保證系統靈活性。

在線學習：設計為真假煙在線學習和機型在線學習，并提供在線兩種學習后的對應練習模式，學習和練習均無次數和時間限制，直到學員完全掌握。

在線考試：設計為真假煙在線考試和機型在線考試。根據考試規則自動生成考試題目，考試采用倒計時有效時長方式，時長到結束考試，可以多次考試，系統會自動記錄每次考試成績。

成績查詢：學員可查詢個人考試歷史記錄。學員通過不斷地在線學習、練習和考試，可提升自己的考試成績，提升自我鑒別技能水平。質檢站管理人員可以查詢全省學員的考試成績，地州管理人員可以查詢本地州學員的考試成績。

在線預判：設計為在線真假預判。用戶在線選對應特征點圖片，系統自動預判卷煙真假。

特征點驗證：設計為保證特征點準確有效。用戶對系統自動預測真假進行在線驗證，系統統計各牌號規格準確率，各專家對準確率不高的牌號調整特征點。

在線鑒定：當專賣人員預測結果與系統預測不一致時，可在線提交樣品特征點圖片，負責對應牌號的專家在線鑒別，返回最終鑒別結論。進一步保證特征點數據庫實時更新。

基礎數據庫：具有相應權限的人員可以添加、編輯和刪除樣品信息。樣品信息包括：樣品名稱、樣品條碼、特征點包裝形式、包裝規格、樣品部位名稱、圖片真假、特征點難度系數、樣品難度等級、添加圖片說明以及上傳樣品圖片等。專家可以隨時對基礎數據進行修改更新，保證系統內的特征點鑒別準確率。

系統管理：針對注冊學員信息、權限、角色，卷煙外觀識別特征要素集牌號規格、樣品特征圖像音視頻、專家范圍等進行系統權限集系統業務管理。包含標準樣品管理、地址管理、人員管理、權限管理、牌號規格管理，特征類型、特征部位、特征點、機型、仿造難度和編碼規則等管理功能。所有模塊數據庫都可以由質檢站管理人員自由配置，保證系統的靈活性。

4.2 安全設計

系統用戶為全省用戶，需確保業務數據的安全存儲和安全傳輸以及與公司其他業務系統集成的安全互聯互通，采用集中部署在行業內專網，內網省內學員可訪問系統，借助原有行業、省局網絡建設資源、網絡硬件安全基礎設施等建立網絡訪問安全屏障。定義多層次角色，各角色管理內容清晰、業務邊界明確，指定角色模塊功能集樣品牌號規格清單，從系統模塊權限和業務數據范疇的劃分加強系統使用的安全性，具體安全性設計如下（圖2）。

圖2 安全性設計

身份鑒別。分為用戶身份鑒別和主機身份鑒別，用于用戶與系統服務器間的認證登陸，以及系統與系統間進行集成時的主機認證，處理各種類型、格式的身份認證信息之間的協調和同步問題。

訪問控制。主要控制的內網人員對真偽鑒別培訓系統中授權程序的訪問，拒絕非授權者使用。主要措施包括根據人員職能，制定多級安全策略，控制注冊人員對真偽培訓系統的訪問，特別是真假卷煙特征庫的讀寫訪問等，控制粒度劃分為用戶級、文件級和數據庫記錄級。

權限控制。樹型組織結構及多角色與多功能點資源訪問之間的操作。登陸人員均有自己身份對應的最小化授權，禁止越權操作，通過相互制約的關系實現風險最小化。

服務網關。服務網關為LAN/WAN之間的XML消息交換和Web service交互提供安全性保護，包括加密數據、身份驗證、授權、過濾、XML-數字簽名、Web服務安全性等。它的主要能力應包括：XML/SOAP防火墻，檢查并拒絕XML攻擊并過濾非法訪問；SOAP安全管理，支持SAML，WS_Security，WS_Trust等Web服務相關的安全標準，配合訪問控制組件，檢查與審計進入訪問請求的身份與權限。

4.3 主要界面設計

學員注冊：學員注冊界面如圖3所示，所有注冊信息務必填寫正確、真實有效，包含姓名、性別、手機號碼、所屬單位、所在地州、密碼。該平臺配置在省局公司內網，僅有企業內網電腦可以訪問，同時設置了地州審核制度，保證真偽平臺的信息安全。

圖3 學員注冊界面

真假在線學習：按品牌規格隨機抽取學習樣品，系統按照每個牌號規格的特征點逐一顯示真假對比圖片，如圖4所示。所有特征點學習完成后，系統自動提取該牌號規格真或假的所有特征點作為課后練習，學員根據特征點圖片判斷真假。系統自動統計“盒包裝”、“條包裝”樣品總數，已學習、未學習個數，可按需進行學習。

圖4 真假特征對比

機型在線學習：按品牌規格隨機抽取學習樣品，系統顯示機型對應的特征點，并對每個特征點特征進行說明，如圖5所示。學員學習完一個牌號規格的所有機型后，系統自動產生該牌號規格的所有機型的課后練習，學員根據特征點圖片選擇機型。系統自動統計“盒包裝”、“條包裝”樣品總數，已學習、未學習個數，可按需進行學習。

圖5 機型特征

在線考試：包括機型考試和真假考試。機型考試為學員根據特征點圖片選擇所采用的包裝機型，如圖6所示，選擇正確則通過，選擇錯誤則顯示錯誤。真假考試為學員根據特征點判斷真假，選擇正確則通過，選擇錯誤則顯示錯誤。考試由學員自助進行，根據自己對外觀識別技術的掌握情況自行進行考試，不受考試次數限制。

圖6 考試界面

樣品鑒定管理：提供樣品鑒定管理功能，配置相應的樣品圖片審核流程，如圖7所示，普通專賣人員可添加需要鑒定的樣品圖片，并提交給專家組審核，有異議的樣品可轉交給省質檢站進行審核，并反饋審核結果。

圖7 在線鑒別管理

專家組是兩位專家為一小組，一個專家小組只負責幾個牌號規格的樣品的審核，系統需要建立專家組人員與牌號規格的對應關系表，提交的樣品信息根據專家小組審核樣品的對應權限自動提交給對應的專家小組，專家小組負責對樣品信息進行審核。同時專家組人員可把提交的樣品圖片直接提交到基礎數據庫，其中：（1）專家組人員可對不符合圖片要求的情況進行退回處理，普通專賣人員需重新修改并提交樣品圖片信息；（2）如專家小組兩位專家審核結論一致，則反饋給普通專賣人員審核結論；如專家組兩位專家審核結論不一致，則系統自動提交給省質檢站進行再次審核確認，專家組成員也將不確定的樣品信息直接轉辦給省質檢站審核。

5 結束語

卷煙真偽外觀識別平臺是保障云南省有效開展卷煙專賣打假工作的重要支撐，特別是對各地州市一線專賣人員意義及作用重大，得到一致認可。本文充分結合云南卷煙鑒別工作情況，研究并構建卷煙真偽外觀識別平臺，目前該平臺已投入正式生產環境，加強了省級質檢站對全省卷煙鑒別工作者的培訓管理，降低了卷煙真假外觀識別集中培訓在經濟和時間方面的成本，提高了卷煙鑒別工作人員技能水平的同時，建立了外觀識別技術長期有效性的管理體系。在此基礎上，繼續強化常態化培訓機制，創新學習方法、路徑，增強行業人員技能水平，為行業卷煙打假夯實基礎，維護國家利益和消費者利益，助推行業高質量發展。